ANÁLISE ESPACIAL vetores

Prof. Luciene Delazari

Problemas do mundo real• Epidemiologistas coletam dados sobre ocorrência de doenças. A distribuição dos casos

de uma doença forma um padrão no espaço? Existe associação com alguma fonte de poluição? Evidência de contágio? Variou no tempo?

• Deseja-se investigar se existe alguma concentração espacial na distribuição de roubos. Roubos que ocorrem em determinadas áreas estão correlacionados com característicassócio-econômicas dessas áreas?

• Geólogos desejam estimar a extensão de um depósito mineral em uma região a partir de amostras. Pode-se usar essas amostras para estimar a distribuição do mineral na região?

• Deseja-se analisar uma região para fins de zoneamento agrícola. Como escolher as variáveis explicativas – solo, vegetação, geomorfologia – e determinar qual a contribuiçãode cada uma delas para definir em que local o tipo de cultura é mais adequado?

Problemas do mundo

real

• Estes problemas são solucionados através da análise espacial de dados geográficos, cuja ênfase é mensurar propriedades e relacionamentos, levando em conta a localização espacial do fenômeno em estudo de forma explícita.

• Ou seja, a idéia central é incorporar o espaço à análise que se deseja fazer.

Dr. John Snow: Investigação de mortes

por cóleraLondres, 1854

Poço de água infectado?

Localização das mortes

Cluster espacial

Uma boa representação dos dados é a chave para solucionar o problema

Conceitos Básicos

• “O processo de examinar locações, atributos e relacionamentos entre feições espaciais através de técnicasanalíticas, de forma a abordar umadeterminada questão ou adquirirconhecimento sobre os dados. A análise espacial pode extrair ou criarnova informação de dados espaciais”

(Mitchell, 1999)

Conceitos Básicos

• DEFINIÇÃO BÁSICA: CONJUNTO DE TÉCNICAS PARA ANALISAR DADOS ESPACIAIS

• CARACTERÍSTICAS: • Usada para testar e construir modelos• Pode assumir um caráter altamente

matemático e/ou estatístico; • Também pode ser extremamente

simples e intuitiva.

Conceitos Básicos

• Análise espacial de dados consiste na aplicação de operações aos dados espaciais e de atributos.

• Existem diversos operadores espaciais ou funções espaciais, que envolvem a manipulação dos dados espaciais ou dos dados de atributos.

• Parte do problema consiste em saber qual operador é adequado para resolver o problema, e os operadores podem ser aplicados em sequência para obter um determinado resultado.

Análise espacial

Layer de entrada

Op. Espacial

1

Layer de saida 1

Layer de saida 2

Layer finalOp.

Espacial 2

Op. Espacial

3

OPERADORES DE ANÁLISES

ESPACIAIS

• Sistemas de Informações Geográficas sãousados para realizar algumas operaçõesfundamentais de análise espacial, que podemutilizar um número qualquer de processosanalíticos.

OVERLAY

• As funções de superposição são operações nas quais as camadas – registradas – são combinadas de acordo com operações aritméticas (adição, subtração, divisão e multiplicação) e lógicas (que envolve a busca de uma área onde um conjunto específico de condições ocorre ou não ocorre ao mesmo tempo);

• Estruturas de dados vetoriais e matriciais influem significantemente no modo como as operações de superposição são implementadas. Em estruturas matriciais, usualmente, temos um processo mais eficiente, devido à delimitação exata de cada célula nessas estruturas, o que elimina a incerteza no processo.

OPERADORES EM VETORES OVERLAY

Fonte: Bolstad, 2009

OPERADORES EM VETORES OVERLAY - UNIÃO

OPERADORES EM VETORES OVERLAY - INTERSEÇÃO

OPERADORES EM VETORES OVERLAY - ERASE

OPERADORES EM VETORES BUFFER

A operação Buffer é uma função de análise espacial que aloca algum espaço ao redor de umaou mais feições selecionadas. Trabalha em um espaço Euclidiano e usa um algoritmo de 2dimensões. Portanto não reflete a curvatura da Terra, sendo o mesmo independente do tipo decoordenada ou sistema de referência usado. Portanto deve-se gerar o buffer em uma projeçãoque minimize a distorção local.-Qual a distância da minha casa ao supermercado?-Quais propriedades serão afetadas em caso de enchente?

OPERADORES EM VETORES BUFFER

OPERADORES EM VETORES BUFFER DE DISTÂNCIA VARIÁVEL

OPERADORES EM VETORES CLIP

OPERADORES EM VETORES CLASSIFICAÇÃO• A classificação é o procedimento de identificação de um conjunto de feições que pertencem a uma determinada classe ou padrão pré-definido. • A generalização (map dissolve) é o processo de realizar uma classificação menos detalhada através da combinação de classes. Este tipo de função é frequentemente usada para reduzir o nível de detalhamento para realçar um determinado padrão.

OPERADORES EM VETORES CLASSIFICAÇÃO

OPERADORES EM VETORES CLASSIFICAÇÃO

Estados a oeste do braço principal do Rio Missisisipi recebem o valor 1 e a leste o valor 0

OPERADORES EM VETORES DISSOLVE

• função utilizada para combinar feições semelhantes em uma camada.

• a função normalmente é utilizada com base em um atributo específico.

OPERADORES EM VETORES

SELEÇÃO

• Recupera registros na base de dados de atributos de acordo com certosparâmetros fornecidos pelo operador;

• Para a efetivação deste tipo de seleção são utilizados os operadorescondicionais:

• Menor que “<”• Maior que “>”• Igual a “=”• Diferente de “<>”

Seleção por

atributos

A seleção por atributos sobre um conjunto de objetos, dada uma restrição baseada apenas nos seus atributos descritivos, gera como resultado um sub-conjunto cujos membros satisfazem a restrição.

Mapa de Municípios do Estado da Bahia

Ex: “selecione todos os municípios da Bahia com densidade populacional maior que 40hab/km2”.

OPERADORES EM VETORES

SELEÇÃO ESPACIAL

• Derivada a partir dos relacionamentostopológicos das entidades geográficasou de relacionamento métrico(distância).

Mapa de Municípios do Estado da Bahia

“Selecione todos os municípios da Bahia adjacentes ao município de Canudos”.

CanudosMonte SantoUauáJeremoaboChorrochó

OPERADORES EM VETORES SELEÇÃO ESPACIAL

Selecione todos os estados que contém o Rio Missisipi e seus afluentes

OPERADORES EM VETORES:

JOIN

• A operação de JOIN une tabelas de objetos espaciais com tabelas não espaciais, Os registros na tabela da camada de entrada não relacionados aos registros da tabela não espacial por meio de um campo onde os valores são iguais.

OPERADORES EM VETORES:

SPATIAL JOIN

Permite que os atributos de umafeição sejam passados a outrabaseado nas relações espaciais.

OPERADORES EM VETORES:

DIAGRAMA DE VORONOI (POLÍGONOS DE

THIESSEN)

Dividem o espaço em polígonos através de linhas equidistantes entre pontos.

Exercicio• Adicionar os shapes da pasta Aula3• Criar uma camada com os setores de Curitiba• Adicione as UPAs (arquivo em csv com as coordenadas). • Definir a projeção cartográfica - Sirgas 2000 – UTM 22S• Exportar as camadas para novos arquivos shapefile• Iniciar novo projeto e definir o EPSG para Sirgas 2000 –

UTM 22S

• Criar a camada de bairros a partir da camada setores– Exportar para uma nova camada

EXERCICIO

• Criar um mapa de renda por setor censitário de Curitiba.– Adicionar a tabela setores_dados.csv– Juntar os dados censitários da tabela setores_dados (Uniões/Join)

– V005 - Valor do rendimento nominal médio mensal das pessoas responsáveis por domicílios particulares permanentes (com e sem rendimento)

– Para alterar a simbologia: Botão direito sobre a camada -> Propriedades -> Estilo -> Graduado. Modo: Quantil (5 classes)

• Em qual bairro está localizada cada uma das UPAs?– Unir atributos por localização (Spatial Join)

EXERCICIO

• Qual a população que vive a 1,5 até 6 km de uma UPA?– Criar os buffers nas UPAs– Cruzar o buffer com os setores. Intersect/Cortar– Conveter a coluna V002 para numero– Dissolver usando o nome do Bairro e a coluna Pop

•Qual a população atendida em cada UPA?

– Criar o diagrama de voronoi– Cruzar este shapefile com os setores – Tornar a camada permanente– Converter a coluna V002 para numero– Dissolver usando a coluna Nome e Pop